Le perdite di energia nelle celle solari a nanofili possono essere notevolmente ridotte "pulendo" la superficie delle celle con uno speciale metodo di incisione. Lo hanno dimostrato i ricercatori della Eindhoven University of Technology (TU/e), Delft University of Technology e Philips in un articolo pubblicato oggi sulla rivista Nano lettere . La cella solare ha un'efficienza dell'11,1%, mettendolo appena sotto l'attuale record mondiale, ma è stato raggiunto con molto meno uso di materiale. Questo è l'ultimo passo avanti nel rapido sviluppo di questo tipo di cella solare negli ultimi anni.

La cella solare a nanofili è un tipo relativamente nuovo di cella in cui un fascio di fili semiconduttori, ciascuno con uno spessore di circa 100 nanometri (1 nanometro è un milionesimo di metro), raccogliere la luce e convertirla in elettricità. Negli ultimi anni sono stati fatti grandi progressi nello sviluppo di questo tipo di cella solare, e le efficienze raggiunte stanno aumentando rapidamente di circa il 5% all'anno, una crescita molto più forte di quella delle tecnologie delle celle solari concorrenti.

Superficie relativamente ampia

Un grande vantaggio dei nanofili sottili è la necessità notevolmente ridotta di materiale semiconduttore costoso, il che significa che possono essere prodotti a basso costo. Tuttavia, uno svantaggio è la loro ampia superficie rispetto al volume - e la superficie è esattamente dove le imperfezioni del materiale portano a elevate perdite di energia.

Incisione Piranha

Nella pubblicazione in Nano lettere i ricercatori, guidato dal prof.dr. Erik Bakkers e il dott. Jos Haverkort, descrivere un metodo per rendere la superficie dei nanofili di fosfuro di indio molto più liscia, con meno imperfezioni. Lo fanno usando un metodo di incisione che hanno sviluppato loro stessi – chiamato 'piranha etching' – in cui la superficie viene 'pulita' da una reazione chimica.

Aumento dell'efficienza

La loro cella solare raggiunge un'efficienza dell'11,1%, leggermente inferiore all'attuale record mondiale del 13,8% raggiunto all'inizio di quest'anno da un gruppo di svedesi, Ricercatori tedeschi e cinesi che utilizzano nanofili realizzati con lo stesso materiale. Tuttavia, i nanofili dei ricercatori olandesi sono spessi solo il 40%. Poiché l'efficienza normalmente diminuisce man mano che i fili si assottigliano, l'efficienza attesa dovrebbe essere solo del 4,5% circa. Il che significa che il "lavoro di pulizia" di fatto dà un significativo aumento dell'efficienza.

65% di efficienza

I ricercatori vedono opportunità per aumentare ulteriormente l'efficienza nel prossimo futuro con un uso minimo di risorse. "Variando lo spessore dei nanofili e migliorando il modo in cui i cristalli al loro interno sono impilati, pensiamo che presto dovremmo essere in grado di avvicinarci a un'efficienza del 20%", dice Bakker. A lungo termine, in teoria dovrebbe anche essere possibile raggiungere efficienze del 65% impilando più sottocelle.